考向25弱电解质的电离平衡-备战2023年高考化学一轮复习考点微专题（新高考地区专用）_05高考化学_新高考复习资料_2023年新高考资料_一轮复习

考向 25 弱电解质的电离平衡 （2022·全国乙卷）常温下，一元酸 的 。在某体系中， 与 离子不能穿过隔膜， 未电离的 可自由穿过该膜(如图所示)。 设溶液中 ，当达到平衡时，下列叙述正确的是 A．溶液Ⅰ中 B．溶液Ⅱ中的HA的电离度 为 C．溶液Ⅰ和Ⅱ中的 不相等 D．溶液Ⅰ和Ⅱ中的 之比为 【答案】B 【解析】A．常温下溶液I的pH=7.0，则溶液I中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L，c(H+)＜c(OH-)＋c(A-)，A错误； B．常温下溶液II的pH=1.0，溶液中c(H+)=0.1mol/L，K = =1.0×10-3，c (HA)=c(HA)+c(A-)， a 总 则 =1.0×10-3，解得 = ，B正确； C．根据题意，未电离的HA可自由穿过隔膜，故溶液I和II中的c(HA)相等，C错误；D．常温下溶液I的pH=7.0，溶液I中c(H+)=1×10-7mol/L，K = =1.0×10-3，c (HA)=c(HA) a 总 +c(A-)， =1.0×10-3，溶液I中c (HA)=(104+1)c(HA)，溶液II的pH=1.0，溶液II中 总 c(H+)=0.1mol/L，K = =1.0×10-3，c (HA)=c(HA)+c(A-)， =1.0×10-3，溶液II a 总 中c (HA)=1.01c(HA)，未电离的HA可自由穿过隔膜，故溶液I和II中的c(HA)相等，溶液I和II中c 总 总 (HA)之比为[(104+1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]=(104+1)∶1.01≈104，D错误； 答案选B。知识点一 弱电解质的电离平衡 1．强、弱电解质 (1)定义与物质类别 (2)电离方程式的书写——“强等号，弱可逆，多元弱酸分步离” ①强电解质：如HSO ：HSO == =2H ＋ ＋ SO_ 。 2 4 2 4 ②弱电解质 a．一元弱酸，如CHCOOH：CHCOOHCH COO － ＋ H ＋ 。 3 3 3 b．多元弱酸，分步电离，分步书写且第一步电离程度远大于第二步电离程度，如HCO： 2 3 HCO  H ＋ ＋ HCO_ 、 HCO   H ＋ ＋ CO 。 2 3 c．多元弱碱，分步电离，一步书写，如Fe(OH) ：Fe(OH)  Fe 3 ＋ ＋ 3OH － 。 3 3 ③酸式盐 a．强酸的酸式盐，如NaHSO 在水溶液中： 4 NaHSO == =Na ＋ ＋ H ＋ ＋ SO ；熔融时： NaHSO === Na ＋ ＋ HSO 。 4 4 b．弱酸的酸式盐：“强中有弱”，如NaHCO ： 3 NaHCO == =Na ＋ ＋ HCO 、 HCO   H ＋ ＋ CO 。 3 [名师点拨] (1)中学阶段常见的六大强酸是指HCl、HSO 、HNO、HBr、HI、HClO，其他一般是中 2 4 3 4 强酸或弱酸。 (2)中学阶段常见的四大强碱是指NaOH、KOH、Ca(OH) 、Ba(OH) ，其他一般是中强碱或弱碱。 2 2 2．弱电解质的电离平衡 (1)电离平衡的建立在一定条件(如温度、浓度等)下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速 率相等时，电离过程就达到平衡状态，即电离平衡。平衡建立过程如图所示： (2)外因对电离平衡的影响 ①浓度：在一定温度下，同一弱电解质溶液，浓度越小，越易电离。 ②温度：温度越高，电离程度越大。 ③相同离子：加入与弱电解质具有相同离子的电解质时，可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向 移动。 ④化学反应：加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质时，可使电离平衡向电离方向移动。 ⑤实例：以0.1 mol·L－1CHCOOH溶液为例，填写外界条件对CHCOOHCH COO－＋H＋ 3 3 3 ΔH>0的影响。 改变条件 平衡移动方向 n(H＋) c(H＋) 导电能力 K a 加水稀释 向右 增大 减小 减弱 不变 加入少量冰醋酸 向右 增大 增大 增强 不变 通入HCl(g) 向左 增大 增大 增强 不变 加NaOH(s) 向右 减小 减小 增强 不变 加 向左 减小 减小 增强_ 不变 CHCOONa(s) 3 加入镁粉 向右 减小 减小 增强 不变 升高温度 向右 增大 增大 增强 增大 [名师点拨] (1)稀醋酸加水稀释时，溶液中不一定所有离子的浓度都减小，如醋酸溶液中的c(H＋)减小， 但c(OH－)增大。 (2)电离平衡右移，电解质分子的浓度不一定减小，如稀醋酸中加入冰醋酸。 (3)电离平衡右移，离子的浓度不一定增大，电离程度也不一定增大，如增大弱电解质的浓度，使电离 平衡向右移动，但电离程度减小。 3．电解质溶液的导电能力与溶液中离子的关系 电解质溶液导电能力取决于自由移动离子的浓度和离子所带电荷数，自由移动离子的浓度越大、离子 所带电荷数越多，导电能力越强。 比较对象 导电性 原因同浓度的氢氧化钠溶液与氨 氢氧化钠是强电解质，完全电离； 氢氧化钠溶液大于氨水溶液 水溶液 一水合氨是弱电解质，部分电离 HC O 的K ＝5.9×10－2 2 2 4 a1 同浓度的醋酸溶液与草酸溶 醋酸溶液小于草酸溶液 CHCOOH的K＝1.79×10－5 液 3 a 电离常数：HC O＞CHCOOH 2 2 4 3 氢氧化钠极稀溶液与0.1 氢氧化钠极稀溶液小于 0.1 氢氧化钠极稀溶液的离子浓度小于 mol·L－1氨水溶液 mol·L－1氨水溶液 0.1 mol·L－1氨水溶液的离子浓度 4.判断弱电解质的三个思维角度 角度一：弱电解质的定义，即弱电解质不能完全电离。 (1)测定一定浓度的HA溶液的pH。 (2)与同浓度盐酸比较导电性。 (3)与同浓度的盐酸比较和锌反应的快慢。 角度二：弱电解质溶液中存在电离平衡，条件改变，平衡移动。 (1)从一定pH的HA溶液稀释前后pH的变化判断。 (2)从升高温度后pH的变化判断。 (3)从等体积、等pH的HA溶液与盐酸分别与过量的锌反应生成H 的量判断。 2 角度三：弱电解质形成的盐类能水解。如判断CHCOOH为弱酸可用下面两个现象： 3 (1)配制某浓度的醋酸钠溶液，向其中加入几滴酚酞溶液。现象：溶液变为浅红色。 (2)用玻璃棒蘸取一定浓度的醋酸钠溶液滴在pH试纸上，测其pH。现象：pH>7。 知识点二 电离平衡常数 1．电离常数 (1)概念：在一定条件下，弱电解质在达到电离平衡时，溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积与溶 液中未电离的分子浓度的比值是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，又称电离常数，用K(弱酸用K， a 弱碱用K )表示。 b (2)表达式 一元弱酸HA 一元弱碱BOH 电离方程式 HAH＋＋A－ BOHB＋＋OH－ 电离常数表 K＝ K ＝ 达式 a b (3)意义 相同条件下，K值越大，表示该弱电解质越易电离，所对应酸或碱的酸性或碱性相对越强。 (4)特点①电离常数只与温度有关，与电解质的浓度、酸碱性无关，由于电离过程是吸热的，故温度升高，K 增大。 ②多元弱酸是分步电离的，各级电离常数的大小关系是K K ……所以其酸性主要取决于第一步电离。 1 2 (5)电离常数的四大应用 ≫ ①判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离常数越大，酸性(或碱性)越强。 ②判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱 电离常数越大，对应盐的水解程度越小，盐溶液的碱性(或酸性)越弱。 ③判断反应能否发生或者判断产物是否正确 通过强酸制弱酸来判断。如HCO：K ＝4.2×10－7，K ＝5.6×10－11，苯酚(C HOH)：K＝1.3×10－10， 2 3 a1 a2 6 5 a 向苯酚钠(C HONa)溶液中通入的CO 不论是少量还是过量，其化学方程式均为C H ONa ＋ CO ＋ 6 5 2 6 5 2 H O == =C H OH ＋ NaHCO 。 2 6 5 3 ④判断溶液微粒浓度比值的变化 利用温度不变，电离常数不变来判断。 如把0.1 mol·L－1CHCOOH溶液加水稀释，＝＝，稀释时，c(H＋)减小，K 不变，则变大。 3 a 2．电离度 (1)概念 电离度是在一定条件下的弱电解质在溶液中达到电离平衡时，已经电离的电解质分子数占原电解质分 子总数的百分数。 (2)表示方法 α＝×100% 也可表示为α＝×100% (3)影响因素 升高温度，电离平衡向右移动，电离度增大；降低温度，电离平衡向左移 温度的影响 动，电离度减小 当弱电解质溶液浓度增大时，电离度减小；当弱电解质溶液浓度减小时，电 浓度的影响 离度增大 [名师点拨] (1)浓度为c mol·L－1的一元弱酸(HA)溶液中，c(H＋)＝c·α＝。 (2)浓度为c mol·L－1的一元弱碱(BOH)溶液中，c(OH－)＝c·α＝。 (3)一元弱酸(HA)溶液中电离度与电离常数的关系为K＝c·α2或α＝ 。 a1．在0.1 mol·L－1的HCN溶液中存在如下电离平衡：HCNH＋＋CN－。对该平衡，下列叙述正 确的是( ) A．加入少量NaOH固体，平衡正向移动 B．加水，平衡逆向移动 C.滴加少量0.1 mol·L－1 HCl溶液，溶液中c(H＋)减小 D．加入少量NaCN固体，平衡正向移动 2．在25 ℃时，用蒸馏水稀释1 mol·L－1氨水至0.01 mol·L－1，随溶液的稀释，下列各项中始终保持增 大趋势的是( ) A． B． C． D．c(OH－) 3．下列有关水电离情况的说法正确的是( ) A．25 ℃，pH＝12的烧碱溶液与pH＝12的纯碱溶液，水的电离程度相同 B．其他条件不变，CHCOOH溶液在加水稀释过程中，一定变小 3 C．其他条件不变，稀释氢氧化钠溶液，水的电离程度减小 D．其他条件不变，温度升高，水的电离程度增大，K 增大 W 4．已知次磷酸(H PO )为一元酸，欲证明它是弱电解质，下列操作方法不正确的是( ) 3 2 A．用物质的量浓度相同的NaCl溶液和NaH PO 溶液进行导电性实验，比较灯泡的亮度 2 2 B．用一定浓度的NaOH溶液分别滴定等体积、等pH的盐酸和次磷酸溶液，比较消耗碱液的体积 C.加热滴有酚酞试液的NaH PO 溶液，溶液颜色变深 2 2 D．常温下，稀释0.1 mol·L－1次磷酸溶液至原溶液体积的100倍，测得pH在4～5之间 5．已知下面三个数据：7.2×10－4、4.6×10－4、4.9×10－10分别是下列有关三种酸的电离常数(25 ℃)。若 已知下列反应可以发生：NaCN＋HNO===HCN＋NaNO 、NaCN＋HF===HCN＋NaF、NaNO ＋ 2 2 2 HF===HNO ＋NaF。由此可判断下列叙述不正确的是( ) 2 A．K(HF)＝7.2×10－4 B．K(HNO)＝4.9×10－10 2 C．根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序：HF>HNO>HCN 2 D．K(HCN)HNO>HCN，所以亚硝酸的电离平衡常数为4.6×10－4，故B错误。 2 1．【答案】C 【详解】A．氯化铵促进水电离，pH=5的NH4Cl溶液由水电离出的c(H+)为10-5mol•L-1；醋酸抑制水电 离，pH=5的醋酸溶液由水电离出的c(H+)为10-9mol•L-1，故A错误； B．醋酸是弱酸，常温下，将pH=3的醋酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后，醋酸有剩余，溶液呈酸 性，pH<7，故B错误；  2 C．c(H+)︰c(OH-)=1︰l012的溶液呈碱性，Na+、I-、NO3、SO4 相互之间不反应，能大量共存，故C正 确；D．0.1mol•L-1Na2CO3溶液和0.1mol•L-1NaHSO4溶液等体积混合，反应生成NaHCO3、Na2SO4，根据电 2 2  荷守恒，c(Na+)+c(H+)=2c(CO3 )+2c(SO4 )+c(HCO3)+c(OH-)，故D错误； 选C。 2． 【答案】B 【分析】常温下，用0.10molL1 盐酸滴定10.00mL 0.10molL1Na 2 CO 3溶液时，则a点恰好反应得到碳酸 氢钠溶液，b点碳酸氢钠与盐酸恰好反应生成氯化钠、二氧化碳和水。 c(CO2-)c2(H+) K a1 K a2 = c(H 3 CO ) cH CO c  CO2 【详解】A．按电离平衡常数的定义， 2 3 ，已知a点时， 2 3 3 。 K H CO 5107 K H CO 51011 lg50.7 510751011=c2(H+) c(H+)=5109 a1 2 3 、 a2 2 3 、 ，则 ，则 ， 则a点溶液的pH约为8.3，A正确； c  Na 2cH CO 2c  HCO 2c  CO2 B．据分析、结合物料守恒可知， a点溶液中 2 3 3 3 ，B错误； C． a~b过程为碳酸氢钠与盐酸恰好反应生成氯化钠、二氧化碳和水，碳酸氢钠溶液因电离大于水解促进 水的电离，酸溶液抑制水的电离，故a~b过程水的电离程度不断减小，C正确； D．a点溶液呈弱碱性、b点呈弱酸性，故a~b滴定过程可选用在弱酸性范围内变色的甲基橙作指示剂，D 正确； 答案选B。 3． 【答案】D 【详解】A．由图像分析可知，浓度为0.10mol•L-1的MOH溶液，在稀释前pH为13，说明MOH完全电 离，则MOH为强碱，而ROH的pH<13，说明ROH没有完全电离，ROH为弱碱。MOH的碱性强于ROH 的碱性，A正确； V V B．曲线的横坐标lg 0 越大，表示加水稀释体积越大，由曲线可以看出b点的稀释程度大于a点，弱碱 ROH存在电离平衡：ROH噲垐�� R++OH-，溶液越稀，弱电解质电离程度越大，故ROH的电离程度：b点 大于a点，B正确； C．若两溶液无限稀释，则溶液的pH接近于7，故两溶液的c(OH-)相等，C正确；V V D．当lg 0 =2时，溶液V=100V0，溶液稀释100倍，由于MOH发生完全电离，升高温度，c(M+)不变， c(M+) ROH存在电离平衡：ROH噲垐�� R++OH-，升高温度促进电离平衡向电离方向移动，c(R+)增大，故 c(R+) 减小，D错误。 故选D。 4．【答案】D 【详解】A．酸性越强，加水稀释时溶液pH变化越大，HF酸性强于HClO，加水稀释时pH变化大，所以 曲线Ⅰ代表HF稀释时pH变化曲线，A错误； B．pH相同的两种酸，越弱的酸其浓度越大，消耗的NaOH溶液体积更多，HClO酸性弱于HF，所以中和 相同体积、相同浓度的NaOH溶液，消耗HClO的体积较小，B错误； C．酸越弱，电离出H＋趋势越小，对水的电离抑制程度越低，所以b点溶液中水的电离程度比c点溶液中 水的电离程度大，C错误； c  R- c  R- K K cHRc  OH- cHR c(H w ) K a D．溶液中 = = w ，Ka和Kw只随温度的改变而改变，所以从b点到d点， c  R- cHRc  OH- 溶液中 保持不变，D正确； 故选D。 5． 【答案】C H PO 【详解】A．图像中含P物质只有3种，说明 3 3为二元弱酸，选项A错误； pcH PO  pc  H PO pc  HPO2 B．曲线③表示 3 3 ，曲线②表示 2 3 ，曲线①表示 3 ，选项B错误； pH4 pOH10 p  HPO2  pcH PO  cH PO =c  HPO2- C． 即 ，由图可知，此时， c 3 3 3 ，即 3 3 3 ，而 cH 3 PO 3 +c  H 2 PO 3 - +c  HPO 3 2- 0.1molL1 ，故 c  H 2 PO 3 - =0.1mol×L-1-2c  HPO 3 2- ， c  H PO- <0.1mol×L-1-c  HPO2- 2 3 3 ，选项C正确；D．由 H 3 PO 3 ⇌ H 2 PO 3 -+H+ 减去 H 2 PO 3 - ⇌ HPO 3 2-+H+ ，可得 H 3 PO 3 +HPO 3 2- ⇌ 2H 2 PO 3 - 的平衡常数 K 10-1.4 K= a1 = =105.3>1×105 K a2 10-6.7 ，故 2H 2 PO 3 - ⇌ H 3 PO 3 +HPO 3 2- 的平衡常数K<1.0×105 ，选项D错误； 答案选C。 1． 【答案】C 【解析】A．醋酸的酸性大于苯酚，则醋酸根离子的水解程度较小，则相同温度下，等pH的C HONa和 6 5 CHCOONa溶液中c(C HO-)7的溶液不一定呈碱性；溶液酸碱性与溶液中氢离子、氢氧根离 子浓度有关，当c(H+)